基于stm32g431的脉冲信号输出与捕获

### 实现STM32G431上的脉冲信号输出与捕获 #### 定时器配置概述 STM32G4系列微控制器支持多种定时器功能，其中包括PWM输出和输入捕获。这些功能可以通过硬件外设TIM（Timer）模块实现。对于脉冲信号的输出与捕获，通常涉及以下几个方面： - **PWM输出**：利用定时器的PWM模式生成周期性和占空比可调的波形。 - **输入捕获**：通过定时器捕捉外部信号的变化时刻，并计算其时间间隔。 以下是具体实现方式及其代码示例。 --- #### PWM输出配置 为了在STM32G431上实现单次脉冲信号输出，可以参考以下步骤： 1. 配置定时器工作于PWM模式下的单脉冲模式。 2. 设置预分频系数及时基参数以定义载波频率。 3. 使用OC通道作为PWM输出端口。 ```c #include "stm32g4xx_hal.h" void TIM_PWM_Init(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t freq, uint32_t duty_cycle) { htim->Instance = TIM2; // 假设使用TIM2 htim->Init.Prescaler = (SystemCoreClock / 2000000) - 1; // 设定预分频值为2MHz htim->Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim->Init.Period = (uint32_t)(1e6 / freq); // 计算自动重装载寄存器值 HAL_TIM_Base_Init(htim); TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC; sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.Pulse = ((uint32_t)(1e6 / freq)) * (duty_cycle / 100); HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(htim, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); } ``` 上述函数初始化了指定频率和占空比的PWM信号[^1]。 --- #### 输入捕获配置 要实现脉冲宽度测量，需启用定时器的输入捕获功能并处理相应的中断事件。 1. 将GPIO引脚配置为浮空输入或上下拉输入。 2. 启用定时器IC通道用于检测边沿变化。 3. 编写回调函数，在每次捕获到上升沿或下降沿时记录当前计数值。 ```c void TIM_InputCapture_Init(TIM_HandleTypeDef *htim) { GPIO_InitTypeDef gpio_init; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); gpio_init.Pin = GPIO_PIN_0; gpio_init.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; gpio_init.Pull = GPIO_NOPULL; gpio_init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init); htim->Instance = TIM3; // 假设使用TIM3 htim->Init.InputTrigger = TIM_INPUTTRIGGER_NONE; htim->Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim->Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_IC_Init(htim); TIM_MasterConfigTypeDef master_config; master_config.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET; master_config.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(htim, &master_config); TIM_IC_InitTypeDef ic_config; ic_config.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING_FALLING; ic_config.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; ic_config.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; ic_config.ICFilter = 0x0F; HAL_TIM_IC_ConfigChannel(htim, &ic_config, TIM_CHANNEL_1); } __weak void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { static uint32_t rising_edge_value = 0; if (__HAL_TIM_GET_FLAG(htim, TIM_IT_CC1IF)) { // 检查CC1中断标志位 if ((__HAL_TIM_GET_CAPTURE_POLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1) == TIM_ICPOLARITY_RISING)) { rising_edge_value = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1); } else if ((__HAL_TIM_GET_CAPTURE_POLARITY(htim, TIM_CHANNEL_1) == TIM_ICPOLARITY_FALLING)) { uint32_t falling_edge_value = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1); uint32_t pulse_width_us = (falling_edge_value - rising_edge_value) * 1000000 / SystemCoreClock; printf("Measured Pulse Width: %lu us\n", pulse_width_us); } } } ``` 此部分实现了对输入信号高低电平持续时间段长度测定逻辑[^3]。 --- #### 综合应用实例 结合以上两部分内容，可以在实际项目中完成如下操作流程： 1. 初始化系统时钟源以及相关资源； 2. 调用`TIM_PWM_Init()`创建期望特性的方波形式电信号； 3. 执行`TIM_InputCapture_Init()`监听目标管脚状态改变情况； 4. 利用串行通信接口打印最终分析结果数据至调试终端设备显示出来[^2]。 ---